异质结太阳能电池片及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种异质结太阳能电池片及其制备方法，其中，异质结太阳能电池片包括：单晶硅衬底；在所述单晶硅衬底正面和背面分别制备本征非晶硅薄膜层；N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层，设置在所述单晶硅衬底正面的本征非晶硅薄膜层顶面；P型微晶硅掺杂层，位于所述单晶硅衬底背面的本征非晶硅薄膜层底面；透光导电层，分别设置在所述N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层的顶面和所述P型微晶硅掺杂层的底面；电极，设置在所述透光导电层的表面上。其中，P型微晶硅掺杂层为至少由硅烷掺杂三甲基硼的混合气体沉积而成的层状结构，减少硼原子对Si

【技术实现步骤摘要】
异质结太阳能电池片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及异质结太阳能电池领域，具体涉及一种异质结太阳能电池片及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶体硅/非晶硅异质结太阳能电池(HJT)具有转化效率高，工艺流程简单的优点。目前常规的制备方法是以N型晶体硅片为衬底，经过制绒清洗，双面非晶硅(a
‑
Si:H)镀膜，双面透明导电薄膜(TCO)镀膜，丝网印刷低温浆料和固化等步骤。微晶硅薄膜(uc
‑
Si:H)具有透光性好，电导率高的特点，可以代替非晶硅(a
‑
Si:H)薄膜作为HJT电池的掺杂层，显著提高HJT电池的短路电流(Jsc)和填充因子(FF)，因此，如何将微晶硅薄膜(uc
‑
Si:H)与晶体硅/非晶硅异质结太阳能电池(HJT)相结合是我们所需要考虑的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种异质结太阳能电池片及其制备方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种异质结太阳能电池片，包括：
[0005]单晶硅衬底；
[0006]在所述单晶硅衬底正面和背面分别制备本征非晶硅薄膜层；
[0007]N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层，设置在所述单晶硅衬底正面的本征非晶硅薄膜层顶面；
[0008]P型微晶硅掺杂层，设置在所述单晶硅衬底背面的本征非晶硅薄膜层底面；
[0009]透光导电层，分别设置在所述N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层的顶面，和所述P型微晶硅掺杂层的底面；
[0010]电极，设置在所述透光导电层的表面上。
[0011]进一步的，所述P型微晶硅掺杂层为至少由硅烷掺杂三甲基硼的混合气体沉积而成的层状结构。
[0012]进一步的，采用镀膜设备制备所述P型微晶硅掺杂层，所述镀膜设备的工艺参数为：电源功率为1000
‑
20000W，压力为50
‑
1000Pa；所述镀膜设备为等离子气相化学沉积设备或催化化学气相沉积设备。
[0013]进一步的，所述P型微晶硅掺杂层的厚度为5nm
‑
50nm。
[0014]进一步的，所述本征非晶硅薄膜层为三层，分别为第一本征非晶硅薄膜层，厚度为0.5nm
‑
2nm，第二本征非晶硅薄膜层，厚度为1nm
‑
3nm，和第三本征非晶硅薄膜层，厚度为1nm
‑
6nm。
[0015]进一步的，设置在所述单晶硅衬底正面的本征非晶硅薄膜层顶面的掺杂层为所述N型微晶硅掺杂层时，所述N型微晶硅掺杂层为至少由硅烷掺杂三甲基硼的混合气体沉积而成的层状结构。
[0016]本专利技术还提供了一种异质结太阳能电池片的制备方法，所述方法步骤包括：
[0017]002：选择单晶硅片，对所述单晶硅片进行清洗制绒；
[0018]004：在所述单晶硅片的正面以及背面制备本征非晶硅薄膜层；
[0019]006：在所述正面的本征非晶硅薄膜层顶面制备N型掺杂层；
[0020]008：在所述背面的本征非晶硅薄膜层制备P型微晶硅掺杂层；
[0021]010：分别在所述N型掺杂层的顶面和所述P型微晶硅掺杂层的底面制备透光导电层；
[0022]012：设置在所述透光导电层的表面上印制电极。
[0023]进一步的，所述N型掺杂层为N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层。
[0024]进一步的，在步骤008中，所述P型微晶硅掺杂层为在镀膜设备中通入至少由氢气、硅烷掺杂三甲基硼的混合气体进行沉积而成。
[0025]进一步的，氢气的流量与硅烷流量比值为20
‑
500倍，三甲基硼的流量与硅烷流量比值为0.1
‑
10％，所述镀膜设备的工艺参数：电源功率为1000
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20000W，压力为50
‑
1000Pa。
[0026]微晶硅(μc
‑
Si:H)是微晶粒、非晶、晶粒边界和空洞的混合相，使得微晶硅具有不同于非晶硅和单晶硅的性质。微晶硅的晶化程度较高，相对非晶硅材料具有较高的有序性，微晶硅的透光性优于非晶硅。
[0027]本专利技术中的异质结太阳能电池即微晶硅异质结电池，将掺杂微晶硅作为掺杂层(n
‑
uc
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Si:H，p
‑
uc
‑
Si:H)沉积在本征非晶硅薄膜层(i
‑
layer)上面，代替常规的非晶硅掺杂层(n
‑
a
‑
Si:H，p
‑
a
‑
Si:H)，其制备流程为，采用N型单晶硅(可以为P型硅，多晶硅等)作为衬底，经过制绒清洗等湿化学(可以为其它制绒方式)处理，形成金字塔绒面结构(可以为其它绒面结构)，采用镀膜设备(可以为RF
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PECVD，VHF
‑
PECVD，CAT
‑
CVD等其它镀膜方式)在绒面硅片正背面沉积本征非晶硅薄膜层(i
‑
layer)作为钝化层，在正面本征非晶硅薄膜层之上继续沉积N型微晶硅掺杂层(n
‑
uc
‑
Si:H，三层结构)。进一步地，在背面本征非晶硅薄膜层之上沉积P型微晶硅掺杂层(p
‑
uc
‑
Si:H)作为发射极层，完成双面微晶硅镀膜后，利用PVD(可以为RPD，PAR等其它方式)继续在正背面沉积TCO薄膜，进一步采用丝网印刷将低温银浆(可以为喷墨打印，电镀等其它方式)印在电池正背面，经过烘干和固化后完成电池的金属化。
[0028]其中，在单晶硅衬底正面进行本征非晶硅镀膜后，可以在正面的本征非晶硅薄膜层上镀N型非晶硅掺杂层(n
‑
a
‑
Si:H)。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030](1)本征非晶硅薄膜层主要作用：钝化单晶硅衬底的表面，减少表面缺陷态，使得载流子表面复合降低，在单晶硅衬底背面，直接在本征非晶硅薄膜上镀由三甲基硼作为掺杂的微晶硅薄膜，有利于提高微晶硅层的晶化率，采用多层的本征非晶硅薄膜，可以提高钝化效果，更有益于晶化率的提高。
[0031](2)在微晶硅异质结HJT电池制造过程中，在电池片的背面(即单晶硅衬底的背面)，采用三甲基硼(TMB)作为B掺杂剂对微晶硅进行掺杂，作为HJT电池的P型掺杂层。TMB分子结构中，硼原子与三个甲基相连，他们之间的价键完全相同，其化学键比较紧密，没有B
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B，B
‑
H等弱键，热稳定性比较。因此，采用三甲基硼作为硼(B)掺杂剂对微晶硅薄膜进行掺杂，能够减少B原子对Si
‑
H键的破坏，掺杂的微晶硅，晶化率较高，更容易制备出高晶化率的微晶P型掺杂层。
[0032](3)利用镀膜设备制备微晶硅薄膜，其生产的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池片，其特征在于，包括：单晶硅衬底；在所述单晶硅衬底正面和背面分别制备本征非晶硅薄膜层；N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层，设置在所述单晶硅衬底正面的本征非晶硅薄膜层顶面；P型微晶硅掺杂层，设置在所述单晶硅衬底背面的所述本征非晶硅薄膜层底面；透光导电层，分别设置在所述N型非晶硅掺杂层或N型微晶硅掺杂层的顶面，和所述P型微晶硅掺杂层的底面；电极，设置在所述透光导电层的表面上。2.如权利要求1所述的一种异质结太阳能电池片，其特征在于，所述P型微晶硅掺杂层为至少由硅烷掺杂三甲基硼的混合气体沉积而成的层状结构。3.如权利要求2所述的一种异质结太阳能电池片，其特征在于，采用镀膜设备制备所述P型微晶硅掺杂层，所述镀膜设备的工艺参数为：电源功率为1000
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20000W，压力为50
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1000Pa；所述镀膜设备为等离子气相化学沉积设备或催化化学气相沉积设备。4.如权利要求2所述的一种异质结太阳能电池片，其特征在于，所述P型微晶硅掺杂层的厚度为5nm
‑
50nm。5.如权利要求1所述的一种异质结太阳能电池片，其特征在于，所述本征非晶硅薄膜层为三层，分别为第一本征非晶硅薄膜层，厚度为0.5nm
‑
2nm，第二本征非晶硅薄膜层，厚度为1nm
‑
3nm，和第三本征非晶硅薄膜层，厚度为1nm
‑
6nm。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：左国军，舒欣，
申请(专利权)人：常州捷佳创精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：